电力-天然气耦合系统综合建模方面的研究较多，2007年苏黎世Göran Andersson教授提出energyhub模型用于描述多种能量之间转换、耦合关系，是一种抽象出的输入-输出端口模型，随后发展出了energyhub拓展模型、母线通用模型、能源路由器模型等。近年来考虑物理网络传输约束的联合建模方法开始出现，但由于电力系统与天然气系统的传输时间尺度差异，考虑流体网络的动态过程及分布参数特性的模型研究较好，且求解难度校稿，如何建立多时间尺度模型并高效求解仍然是一个挑战。

在仿真方面，目前比较成熟的仿真软件主要针对耦合元件如多种燃气机组等，而对电力系统与天然气系统的联合仿真仍处在探索阶段，尚未有通过测试被工业界或学术界广泛接受或认定的成熟商业软件，如何在同一平台上搭建两大系统的联合仿真或通过某种协议及接口实现不同平台上两大系统仿真信息的交互将是未来亟待解决的难题。

在优化规划方面，大部分的研究是针了具体地区的具体场景进行分析，国内外均已形成了一些成果。但在我国，目前耦合规划方面的研究缺乏实际数据的支持，考虑电力网络与天然气网络的双向互动，达到各方利益最大化，并尽可能减少风电的负面影响将是未来耦合规划的重要问题。

优化调度方面的研究众多，不同调度周期可用的调度资源有所区别，如图1所示。优化调度研究建立的模型大多为非凸非线性优化模型，目前的求解方法主要以松弛法和分解法为主，但如何有效、高效的求解这些大规模复杂模型仍然是未来研究的难题和重要方向。

耦合系统的安全评估与控制方面已经得到国内外愈来愈多学者的关注和重视，并形成了一些初步的研究成果，但当前的研究仍然非常基础和分散，大多数以电力系统的安全分析方法为基础，较少考虑天然气系统的特性及耦合系统的新特点，主要以静态分析为主，并未针对耦合系统的特点形成适应于耦合系统的完整安全评估及控制的框架和理论方法。

⬇ 电力系统与电-气耦合系统安全分析对比

市场探索的模式主要分为两种，一种是独立的电力市场与天然气市场之间的相互作用，另一种是在综合能源市场背景下，主要市场参与者参与市场调节，以实现自身利益最大化。虽然由于政策和行业壁垒，建立完善的电力-天然气综合能源市场在未来较长时间内可能仍然无法完成，但研究电力市场与天然气市场的互动和相互影响，通过市场信息引导能源传输和用户响应，对于保证能源的供应可靠性和经济性具有非常重要的意义，并且必然成为未来的发展趋势和研究热点。